目 录一、绪论 1页码二、负荷计算和无功功率补偿 4页码三、变电所位置和型式的选择 10页码四、变电所主变压器台数和容量、类型的选择 10页码五、变电所主结线方案的设计 11页码六、短路电流的计算 12页码七、变电所一次设备的选择与校验 15页码八、变电所进出线的选择与校验 20页码九、变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 21页码十、防雷保护和接地装置的设计 25页码十一、总结 28页码附录：变电所主结线图 30页码参考书目 30页码一、绪论一、工厂供电的意义和目的（1.1）工厂供电的意义 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。（1.2）工厂供电的目的工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能 和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 二、课程设计提供的原始数据资料（2.1）工厂的总平面图阳泉冶金机械厂总平面图（2.2）工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大利用负荷小时为3750h，日最大负荷持续时间为6h，该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如下表所示厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数功率因数1铸造车间动力3000.30.70照明60.81.02锻压车间动力3500.30.65照明80.71.07金工车间动力4000.20.65照明100.81.06工具车间动力3600.30.60照明70.91.04电镀车间动力2500.50.80照明50.81.03热处理车间动力1500.60.80照明50.81.09装配车间动力1800.30.70照明60.81.010机修车间动力1600.20.65照明40.81.08锅炉房动力500.70.80照明10.81.05仓库动力200.40.80照明10.81.0生活区照明3500.70.90工厂负荷统计资料（2.3）供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条6kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-120，导线为等边三角形排列，线距为1.15m；干线首端距离本厂约7km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为350MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护的动作时间为1.5s。为满足贯彻二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为75km，电缆线路总长度为20km。（2.4） 气象资料本厂所在地区的年最高气温为35，年平均气温为20，年最低气温为-12.5，年最热月平均最高气温为30，年最热月平均气温为25，年最热月地下0.8m处平均温度为25。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为30。（2.5）地质水文资料本厂所在地区平均海拔525m，地层以黄土为主，地下水位为3m（2.6）电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.20元/kWh，照明电费为0.50元/kWh。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.93。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：610kV为800元/kVA。二、负荷计算和无功功率补偿2.1、负荷计算的内容和目的 （1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2、负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率： P30 = PeKd 无功功率: Q30 = P30 tg 视在功率: S3O = P30/Cos 计算电流: I30 = S30/3UN2.3、各用电车间负荷计算结果如下表：厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数功率因数计算负荷P30/kwQ30/karS30/kA1铸造车间动力3000.30.709091.8128.6照明60.81.04.804.82锻压车间动力3500.30.65105122.9161.5照明80.71.05.605.67金工车间动力4000.20.658093.6123照明100.81.08086工具车间动力3600.30.60108140180照明70.91.06.306.34电镀车间动力2500.50.8012593.8156照明50.81.04043热处理车间动力1500.60.809067.5112.5照明50.81.04049装配车间动力1800.30.705455.177照明60.81.04.804.810机修车间动力1600.20.653237.449照明40.81.03.203.28锅炉房动力500.70.803526.343.8照明10.81.00.800.85仓库动力200.40.808610照明10.81.00.800.8生活区照明3500.70.9024580.9272 阳泉冶金机械厂负荷计算结果表2.4、全厂负荷计算在负荷计算时采用的是需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分和生活区照明一起计算。具体步骤如下。1.铸造车间：动力部分P(30)=300kw0.3=90kw S(30)=90/0.7=128.6kvA Q(30)=90kw1.02=91.8kvar照明部分P(30)=6kw0.8=4.8kw Q(30)=0 2.锻压车间：动力部分P(30)=350kw0.3=105kw S(30)=105/0.65=161.5kvA Q(30)=105 kw1.17=122.9 kvar照明部分P(30)=8 kw0.7=5.6 kwQ(30)=0 3金工车间：动力部分P(30)=400 kw0.2=80 kw Q(30)= 80 kw1.17=93.6 kvarS(30)= 80/0.65=123 kvA照明部分 P(30)=10 kw0.8=8 kwQ(30)=0 4工具车间：动力部分P(30)=360 kw0.3=108 kwQ(30)=108 kw1.33=140 kvarS(30)=108/0.6=180 kvA照明部分P(30)=10 kw0.8=8 kwQ(30)=0 5电镀车间：动力部分P(30)= 250 kw0.5=125 kwQ(30)=125 kw0.75=93.8 kvarS(30)=125/0.75=156 kvA照明部分 P(30)=5 kw0.8=4 kwQ(30)=0 6热处理车间：动力部分P(30)= 150 kw0.6=90 kwQ(30)=90 kw0.75=67.5 kvarS(30)= 90/0.8=112.5 kvA照明部分P(30)=5 kw